超导磁体瞬态热分析检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-18  

超导磁体瞬态热分析检测针对磁体在通电、失超等瞬态工况下的温度变化特性,通过测量瞬态温度分布、热扩散系数、热阻等参数,分析热传递效率与热稳定性,为磁体设计优化及安全运行提供数据支持。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

瞬态温度分布:测量超导磁体在通电、失超等瞬态工况下各关键部位(如绕组、冷却通道、外壳)的温度随时间的变化情况,检测参数:温度范围-270℃~300℃,时间分辨率≤1ms,空间分辨率≤1mm。

瞬态热扩散系数:评估磁体材料在瞬态热载荷下的热量扩散能力,检测参数:测试范围0.01~100mm/s,相对误差≤5%。

瞬态热阻:计算磁体从热源到冷却介质的瞬态热阻,反映热传递效率,检测参数:热阻范围0.1~100K/W,时间分辨率≤10ms。

失超过程温度响应:记录磁体失超瞬间及后续温度上升过程,分析失超传播速度,检测参数:温度上升速率≥100℃/s,采样频率≥1kHz。

绕组间瞬态温差:测量绕组不同层间或匝间的瞬态温度差异,评估热均匀性,检测参数:温差范围0.1~50℃,分辨率≤0.01℃。

冷却介质瞬态温度变化:监测冷却介质(如液氦、液氮)在瞬态工况下的温度波动,检测参数:温度范围-273℃~100℃,温度精度≤0.5℃。

热容量:测定磁体在瞬态加热过程中吸收的热量,反映热存储能力,检测参数:热容量范围1~1000J/K,相对误差≤3%。

热冲击下温度变化速率:模拟磁体遭受突然热冲击(如冷却系统故障)时的温度上升速率,检测参数:温度变化速率≥10℃/s,持续时间≥10s。

多物理场耦合下温度分布:分析电流、磁场与热场耦合作用下的瞬态温度分布,检测参数:电流范围0~10000A,磁场强度0~20T,温度分辨率≤0.1℃。

重复瞬态工况温度累积:评估磁体在多次重复瞬态工况(如频繁通电/断电)下的温度累积效应,检测参数:循环次数≥100次,温度累积误差≤2℃。

检测范围

超导磁体绕组材料:包括铌钛合金、铌锡合金、高温超导带材(如YBCO、BSCCO)等,用于检测材料本身的瞬态热特性。

超导磁体冷却系统:如液氦冷却系统、液氮冷却系统、传导冷却系统等,评估冷却介质与磁体的热交换效率。

医用超导磁体:如MRI(磁共振成像)设备中的超导磁体,检测其在扫描过程中的瞬态温度变化,确保成像质量与安全。

粒子加速器超导磁体:用于粒子加速器的超导磁体,检测其在高电流、高磁场下的瞬态热稳定性,保障加速器运行可靠性。

超导储能磁体:用于电力系统储能的超导磁体,评估其在充放电过程中的瞬态温度响应,优化储能效率。

超导电机磁体:超导电机中的磁体部分,检测其在启动、负载变化等瞬态工况下的温度分布,提高电机效率与寿命。

超导磁悬浮列车磁体:磁悬浮列车中的超导磁体,分析其在加速、减速等瞬态过程中的温度变化,确保磁悬浮系统稳定。

科研用小型超导磁体:实验室用于材料研究的小型超导磁体,检测其在各种瞬态实验条件下的热特性,支持科研数据获取。

超导变压器磁体:超导变压器中的磁体,评估其在电压突变、负载切换等瞬态工况下的温度变化,保障变压器安全运行。

超导故障电流限制器磁体:用于电力系统的超导故障电流限制器磁体,检测其在故障电流通过时的瞬态温度响应,验证限流效果。

检测标准

ASTME1461-13:固体材料热扩散系数的标准测试方法(闪光法),适用于瞬态热扩散系数检测。

ISO22007-2:2017:塑料-热机械分析(TMA)-第2部分:线性热膨胀系数和玻璃化转变温度的测定,适用于磁体材料热膨胀特性检测。

GB/T3651-2008:金属材料电阻温度系数测定方法,适用于超导磁体绕组材料的电阻-温度特性检测。

IEC61788-15:2017:超导器件-第15部分:超导磁体的热稳定性测试,针对超导磁体瞬态热稳定性的标准。

GB/T2900.10-2013:电工术语超导学,用于规范超导磁体检测中的术语与定义。

ASTMF2714-11:超导磁体失超检测的标准方法,适用于失超过程温度响应检测。

ISO1813:2015:绝热材料-稳态热阻及相关特性的测定-热流计法,用于磁体热阻检测的补充。

GB/T10589-2008:低温容器性能试验方法,适用于超导磁体冷却系统的温度检测。

IEC60076-16:2011:电力变压器-第16部分:超导变压器,针对超导变压器磁体的热分析要求。

ASTME2585-14:使用激光闪射法测定材料热扩散系数的标准试验方法,用于高精度瞬态热扩散系数检测。

检测仪器

瞬态红外热像仪:通过红外成像技术实时捕捉超导磁体表面的瞬态温度分布,在本检测中用于测量瞬态温度分布及绕组间瞬态温差,检测参数:温度范围-200℃~1500℃,空间分辨率≤1mm,帧速率≥1000fps。

激光闪射热扩散仪:采用激光脉冲作为热源,测量材料表面温度随时间的变化,在本检测中用于测定瞬态热扩散系数及热容量,检测参数:热扩散系数范围0.01~100mm/s,温度范围-196℃~1000℃,相对误差≤5%。

高速数据采集系统:配合温度传感器(如热电偶、RTD)实现高频率温度数据采集,在本检测中用于记录失超过程温度响应及热冲击下温度变化速率,检测参数:采样频率≥1MHz,通道数≥16,分辨率≥16位。

低温热电偶:适用于超低温环境的温度测量元件,在本检测中用于监测冷却介质瞬态温度变化及磁体绕组内部温度,检测参数:温度范围-270℃~200℃,精度≤0.5℃,响应时间≤1ms。

多物理场仿真软件:通过数值模拟分析超导磁体在瞬态工况下的温度分布与热传递过程,在本检测中用于验证实验数据及预测多物理场耦合下温度分布,功能:支持电流、磁场、热场耦合模拟,网格划分精度≤0.1mm。

热阻测试系统:通过控制热源功率与冷却介质流量,测量磁体的瞬态热阻,在本检测中用于计算瞬态热阻及评估热传递效率,检测参数:热阻范围0.1~100K/W,功率范围0~1000W,流量范围0~10L/min。

失超信号检测器:监测超导磁体失超瞬间的电信号(如电压突变),并同步触发温度测量系统,在本检测中用于关联失超过程与温度响应,检测参数:电压范围0~100V,触发时间≤1μs,同步误差≤1ms。

高温超导带材测试平台:模拟超导磁体的实际运行工况(如电流、磁场),在本检测中用于测试超导带材的瞬态温度特性,检测参数:电流范围0~5000A,磁场强度0~10T,温度范围-196℃~300℃。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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